旁路充电电路和方法技术

本发明专利技术涉及旁路充电电路和方法。根据一个实施方案，本发明专利技术提供了一种包括一对晶体管(32、34)的旁路充电电路(30)，所述一对晶体管具有共同连接以形成节点(43)的载流端子。比较器(37)的输入端通过开关(35)耦接到所述节点(43)并耦接到电阻器(39)。所述比较器(37)的另一个输入端子耦接以用于接收参考电压(VFAIL)。可选地，可将晶体管(60)连接到所述旁路充电电路(30)。根据另一实施方案，提供了一种方法，其中响应于开关(35)的闭合，旁路充电晶体管(32、34)耦接到比较器(37)的第一输入端。响应于开关(35)的闭合而在所述比较器(37)的所述第一输入端处生成电压(VC)，并将所述电压(VC)与参考电压(VFAIL)进行比较。响应于所述比较，生成状态指示信号(VIND)，以指示所述旁路充电晶体管(32、34)中的一个或两个中存在低阻抗故障。

Bypass charging circuit and method

The present invention relates to a bypass charging circuit and method. According to one embodiment, the invention provides a bypass charging circuit (30) consisting of a pair of transistors (32, 34), and the pair of transistors have a current carrying terminal connected together to form nodes (43). The input end of the comparator (37) is coupled to the node (43) through a switch (35) and coupled to a resistor (39). Another input terminal of the comparator (37) is coupled for receiving a reference voltage (VFAIL). Alternatively, a transistor (60) may be connected to the bypass charging circuit (30). According to another embodiment, a method is provided, in which the bypass charge transistor (32, 34) is coupled to the first input end of the comparator (37) in response to the closing of the switch (35). In response to closing of switch (35), voltage (VC) is generated at the first input end of the comparator (37), and the voltage (VC) is compared with the reference voltage (VFAIL). In response to the comparison, the status indication signal (VIND) is generated to indicate that there is a low impedance fault in one or two of the bypass charging transistors (32, 34).

【技术实现步骤摘要】
旁路充电电路和方法
本专利技术整体上涉及电子器件，并且更具体地讲，涉及与电池一起使用的电路和方法。
技术介绍
过去，移动设备(例如移动电话、计算机、个人数码助手等)的电池充电系统使用线性或开关充电器来为向这些设备供电的电池充电。近来，电池充电系统包括一个旁路路径，该路径中包括一个或多个开关，使用移动设备和旅行适配器之间的一个或多个通信信道，结合了为电流、电压或两者设置限制的功能。加入旁路路径减少了移动设备耗散的热量。在旁路路径中使用开关的缺点在于，一个或多个开关可能出现故障并引入一条从输入节点到电池的低阻抗路径。直到电路或电池损坏之前，这种低阻抗路径的形成都无法检测。因此，如有半导体部件和方法可用于检测在电池充电系统中是否已形成从输入节点到电池的低阻抗路径，以及如有方法和结构可用于防止由低阻抗路径引起的损坏，将会是有利的。若实现该半导体部件和方法的成本和时间效率较高，则会更为有利。附图说明通过阅读以下结合附图的详细描述将更好地理解本专利技术，在所述附图中，相同的参考标号指示相同的元件，并且其中：图1是根据本专利技术的实施方案，具有故障检测部分的旁路充电电路的示意图；图2示出了根据本专利技术的另一实施方案，监测旁路充电电路故障的流程图；图3是根据本专利技术的另一实施方案，具有故障检测和保护部分的旁路充电电路的示意图；图4示出了根据本专利技术的另一实施方案，监测旁路充电电路故障的流程图；图5是根据本专利技术的另一实施方案，具有故障检测和保护部分的旁路充电电路的示意图；并且图6是根据本专利技术的另一实施方案，具有故障检测和保护部分的旁路充电电路的示意图。为了图示的简单和清楚，图中的元件不一定按比例，并且不同图中的相同参考标号指示相同元件。此外，为使描述简单，省略了公知步骤和元件的描述和细节。如本文所用，载流电极意指设备的载送通过设备的电流的元件，诸如MOS晶体管的源极或漏极或者双极型晶体管的发射极或集电极或者二极管的阴极或阳极，而控制电极意指设备的控制通过设备的电流的元件，诸如MOS晶体管的栅极或者双极型晶体管的基极。尽管设备在本文中被描述为某些n沟道或p沟道设备或者某些n型或p型掺杂区，但本领域的技术人员将理解，根据本专利技术实施方案的互补设备也是可能的。本领域的技术人员将理解，本文所用的词语“期间”、“在…同时”和“当…时”不是意指在引发动作后即刻发生动作的确切词语，而是意指在初始动作所引发的反应与初始动作之间可能存在一些短暂但合理的延迟，诸如传播延迟。词语“大概”、“约”或“基本上”的使用意指元件的值具有预期非常接近陈述值或位置的参数。然而，如本领域所熟知，始终存在妨碍值或位置确切地为陈述值或位置的微小差异。如本领域完全确认的是，最高至约百分之十(10％)(对半导体掺杂浓度来说是最高至百分之二十(20％))的差异被视为是与所述的准确理想目标的合理差异。应注意的是，逻辑0电压电平(VL)也被称为逻辑低电势、逻辑低电压或逻辑低电压电平，并且逻辑0电压的电压电平是电源电压和逻辑系列的类型的函数。例如，在互补金属氧化物半导体(CMOS)逻辑系列中，逻辑0电压可能是电源电压电平的百分之三十。在五伏晶体管-晶体管逻辑(TTL)系统中，逻辑0电压电平可为约0.8伏，而对五伏CMOS系统来说，逻辑0电压电平可为约1.5伏。逻辑1电压电平(VH)也被称为逻辑高电势、逻辑高电压电平、逻辑高电压或逻辑1电压，并且与逻辑0电压电平一样，逻辑高电压电平也可是电源和逻辑系列的类型的函数。例如，在CMOS系统中，逻辑1电压可能是电源电压电平的百分之七十。在五伏TTL系统中，逻辑1电压可为约2.4伏，而对五伏CMOS系统来说，逻辑1电压可为约3.5伏。具体实施方式总体上，本专利技术提供一种用于检测充电旁路电路中的一个或多个晶体管的低阻抗故障的电路和方法。根据一个实施方案，提供一种故障检测电路，该电路包括耦接到控制电路的旁路电路。一方面，充电旁路电路包括一对充电旁路晶体管，这对充电旁路晶体管的载流端子共同连接起来以形成节点43。比较器37具有耦接到节点43的非反相输入端以及耦接以用于接收参考电压的反相输入端。工作电势电源和比较器37的非反相输入端之间连接了一个电阻器。根据一个方面，比较器37的非反相输入端通过开关耦接到节点43。根据另一方面，比较器37的非反相输入端直接连接到节点43。另一方面，保护晶体管60耦接到所述的一对旁路充电晶体管之一的载流端子上。根据另一方面，所述的一对旁路充电晶体管的控制端子共同连接在一起。根据另一实施方案，提供一种用于检测旁路充电电路的故障的方法，其中响应于开关的闭合，旁路充电晶体管耦接到比较器的第一输入端。响应于开关的闭合，在比较器的第一输入端处产生电压，并与参考电压进行比较。响应于将输入端的电压与参考电压的比较，在比较器的输出端产生比较电压，其中比较电压用作状态指示信号。状态指示信号表示旁路充电电路是否发生故障，或者是否可用于对电池充电。根据另一实施方案，提供一种用于检测旁路充电电路的故障的方法，其中第一和第二晶体管的载流端子连接起来以形成节点。开关响应于控制信号而闭合，以将该节点耦接到比较器的输入端，并且在比较器的输入端产生电压。将比较器输入端的电压与比较器另一输入端的参考电压进行比较，以在比较器的输出端产生比较电压。比较电压用于确定旁路充电电路是否发生故障。图1是根据本专利技术的实施方案，包括旁路充电电路30的电池供电设备10的电路原理图，其中该旁路充电电路包括故障检测部分。旁路充电电路30连接到控制电路40，并且可以用于检测损坏电池的低阻抗路径。旁路充电电路30可被配置为保护电池供电设备，例如移动电话、照相机、膝上型计算机、个人数码助手、电子阅读器、笔记本电脑、时钟、智能手表、虚拟现实头盔、其他可穿戴设备等。如图1所示，旁路充电电路30被配置为在电池供电设备10中使用。举例来说，电池供电设备10可以包括开关充电器14、旁路充电电路30和控制电路40。控制电路40连接到开关充电器14和旁路充电电路30，并且具有连接到充电电源16的输入/输出(I/O)端子40IO1。充电电源16可以是被配置为接收交流电(AC)的旅行适配器(TA)、与直流电(DC)到DC转换器组合的电池、电池组等。充电电源16可以指电源、旅行适配器等。根据一个实施方案，充电电源16可以是具有输入端16I1和16I2、输出端16O1和16O2以及输入/输出端子(I/O)16IO3的旅行适配器。输入端16I1和16I2耦接以用于从AC电源15接收AC信号，输出端16O1被配置为将输入信号Vin发送到开关充电器14的输入端14I1和旁路电路30的输入端30I1，输出端16O2被配置为连接到电池供电设备10的输入端10I1，并且输入/输出端子16IO3连接到控制器40的输入/输出端子40IO1且被配置为用于在充电电源16和控制电路40之间发送和接收通信信号的通信信道。尽管本文描述输出端16O1被配置为将输入信号VIN发送到开关充电器14的输入端14I1和旁路电路30的输入端30I1，但这并非本专利技术的限制。例如，输出端16O1可以被配置为将输入信号VIN发送到输入端14I1或发送到旁路电路30的输入端30I1。信号可以从充电电源16发送到控制电路40，也可从控制电路4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括故障检测部分(35、37、39)的旁路充电电路(30)，其特征在于：具有控制端子(32G)、第一载流端子(32D)和第二载流端子(32S)的第一晶体管(32)；具有控制端子(34G)、第一载流端子(34S)和第二载流端子(34D)的第二晶体管(34)，所述第二晶体管(34)的所述第一载流端子(34S)耦接到所述第一晶体管(32)的所述第二载流端子(32S)以形成第一节点(43)；具有第一输入端、第二输入端和输出端的比较器(37)，所述比较器(37)的所述第一输入端耦接到所述第一节点(43)，并且所述比较器的所述第二输入端耦接以用于接收参考电势(VFAIL)；以及具有第一端子(39A)和第二端子(39B)的电阻器(39)，所述电阻器(39)的所述第一端子(39A)耦接到所述比较器(37)的第一端子。

【技术特征摘要】
2016.05.25 US 62/341,454;2017.05.01 US 15/582,9881.一种包括故障检测部分(35、37、39)的旁路充电电路(30)，其特征在于：具有控制端子(32G)、第一载流端子(32D)和第二载流端子(32S)的第一晶体管(32)；具有控制端子(34G)、第一载流端子(34S)和第二载流端子(34D)的第二晶体管(34)，所述第二晶体管(34)的所述第一载流端子(34S)耦接到所述第一晶体管(32)的所述第二载流端子(32S)以形成第一节点(43)；具有第一输入端、第二输入端和输出端的比较器(37)，所述比较器(37)的所述第一输入端耦接到所述第一节点(43)，并且所述比较器的所述第二输入端耦接以用于接收参考电势(VFAIL)；以及具有第一端子(39A)和第二端子(39B)的电阻器(39)，所述电阻器(39)的所述第一端子(39A)耦接到所述比较器(37)的第一端子。2.根据权利要求1所述的旁路充电电路(30)，其特征还在于具有控制端子(35C)、第一导电端子(35A)和第二导电端子(35B)的第一开关(35)，所述第一开关(35)的所述第一导电端子(35A)耦接到所述第一节点(43)，并且所述第一开关(35)的所述第二导电端子(35B)耦接到所述比较器(37)的所述第一端子。3.根据权利要求2所述的旁路充电电路(30)，其特征还在于具有控制端子(60G)、第一载流端子(60S)和第二载流端子(60D)的第三晶体管(60)，所述第三晶体管(60)的所述第一载流端子(60S)耦接到所述第一晶体管(32)的所述第一载流端子(32D)。4.根据权利要求3所述的旁路充电电路(30)，其中，所述第一晶体管(32)的所述控制端子(32G)耦接到所述第二晶体管(34)的所述控制端子(34G)。5.根据权利要求4所述的旁路充电电路(30)，其特征还在于具有第一输入端(40IO1)、第二输入端(40I2)、第一输出端(40O2)、第二输出端(40O3)和第三输出端(40O4)的控制电路(40)，其中所述控制电路(40)的所述第一输出端(40O2)耦接到所述第一晶体管(32)和所述第二晶体管(34)的所述控制端子(32G、34G)，所述控制电路(40)的所述第二输出端(40O3)耦接到所述第一开关(35)的所述控制端子(35C)，并且所述控制电路(40)的所述第三输出端(40O4)耦接到所述第三晶体管(60)的所述控制端子(60G)。6.根据权利要求5所述的旁路充电电路(30)，其特征还在于具有阳极(62A)和阴极(62C)的第一二极管(62)，所述第一二极管(62)的所述阳极(62A)耦接到所述第三晶体管(60)的所述第一载流端子(60S)，并且所述第一二极管(62)的所述阴极(62C)耦接到所述第三晶体管(62)的所述第二载流端子(60D)。7.根据权利要求2所述的旁路充电电路(30)，其特征还在于具有第一输入端(40IO1)、第二输入端(40I2)、第一输出端(40O2)、第二输出端(40O3)和第三输出端(40O5)的控制电路(40)，其中所述控制电路(40)的所述第一输出端(40O2)耦接到所述第一晶体管(32)的所述控制端子(32G)，所述控制电路(40)的所述第二输出端(40O3)耦接到所述第一开关(35)的所述控制端子(35C)，所述控制电路(40)的所述第三输出端(40O5)耦接到所述第二晶体管(34)的所述控制端子(34G)，并且所述比较器(37)的所述输出端耦接到所述控制电路(40)的所述第二输入端(40I2)。8.根据权利要求7所述的旁路充电电路(30)，其中，所述控制电路(40)的所述第一输入端子(40IO1)是输入/输出端子。9.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·米查姆二世，K·莎，
申请(专利权)人：快捷半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US